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Sensores de Processo

Os sensores, como interface direta com o processo, precisam resistir perfeitamente à química do fluido de medição e às condições de pressão e temperatura prevalecentes. Esses requisitos, essenciais para registro confiável, de baixa manutenção e livres de erros dos parâmetros de processo, são perfeitamente satisfeitos pela moderna gama de sensores Knick. Podem ser utilizados numa grande variedade de processos e, juntos com as sondas e analisadores Knick, consegue-se um alto desempenho, inclusive em locais classificados.

Sensores de pH com Propriedades Específicas para Cada Aplicação

Mesmo hoje, os sensores de pH com a clássica membrana de vidro são os mais confiáveis e os mais precisos e, por essa razão, certamente são também muito utilizados pela Knick. Como os sensores de pH têm uma característica de temperatura específica (Nernst), esta precisa ser registrada ao mesmo tempo que o valor de pH para que seja feita uma compensação.

A maioria dos sensores de pH da Knick possui detectores de temperatura integrados. Aqui, para maior benefício técnico, usamos um detector de temperatura tipo Pt1000 em vez do Pt100. A necessária conexão multipolar desses sensores é feita através do conector Variopin (VP) na cabeça do sensor.

O chamado “vidro altamente resistente a álcalis” tem sido utilizado com sucesso como vidro sensível a pH e com propriedades universais na maioria das aplicações, especialmente em processos com altos valores de pH ou em limpeza CIP. Como o vidro sensível a pH tem uma impedância muito alta e sua resistência torna-se ainda maior com o aumento da temperatura, a Knick usa  um vidro sensível a pH especial com baixa impedância para medições sob temperaturas muito baixas. Além da composição e forma (estabilidade mecânica) da membrana de vidro sensível a pH, as próprias condições do processo exigem requisitos especiais dos sistemas de referência. Exemplos disso são as influências químicas, as grandes faixas de pressão e temperatura, os fluidos poluídos carregados de partículas, as condições higiênicas e a capacidade de esterilização. Os diferentes modelos de sensores de pH, e principalmente os sistemas de referência, foram desenvolvidos baseados nesses requisitos variáveis.

Em fluidos com altas pressões e excesso de impurezas, os eletrodos de referência com juntas abertas e eletrólito polimérico sólido (p. ex., SE 533) têm sido usados com sucesso.

Se o fluido medido tiver condutividade muito baixa, é preferível usar sensores com eletrólito sólido de pressão interna ou eletrólito líquido pressurizado recarregável em combinação com uma ou mais juntas cerâmicas (p. ex., SE 552 ou SE 551). Somente cerâmica especial com porosidade fina pode ser limpa higienicamente.

Sensores pressurizados recarregáveis oferecem também claras vantagens em fluidos altamente poluídos e em fluidos que contaminam o sistema de referência pelo efeito limpeza do escoamento contínuo de eletrólito.

Sensores com anéis de PTFE também têm vida útil muito longa nesses fluidos difíceis. Consegue-se aqui impedir a contaminação do sensor mediante a inclusão de uma ponte eletrolítica com compensação de pressão (p. ex.,  SE 553).

Em alguns processos de produção de alimentos e cosméticos, é preciso eliminar qualquer possibilidade de vidro quebrado para salvaguardar os produtos. Para essas aplicações, a Knick tem sensores de pH sem vidro (elemento sensor de pH sem membrana de vidro) e com isso evita-se qualquer possibilidade de quebra acidental. Em vez da membrana de vidro, esses sensores têm um ISFET (ion-sensitive field-effect transistor) com revestimento sensível a pH, alojado num eixo de plástico (PEEK) robusto.

A maioria dos sensores de pH da Knick são disponíveis não apenas na medida padrão de 120 mm, mas também na medida de 225 mm para uso nos sistemas de calibração e limpeza automáticos Unical® 9000 e Uniclean® 900. As sondas retráteis ideais para isso são a Ceramat® e a SensoGate®.

Sensores de Condutividade para Todas as Faixas de Medição

A condutividade de fluidos aquosos abrange uma faixa de mais de oito décadas, começando por água ultrapura com 0,055 µS/cm e indo até bases ou ácidos totalmente desassociados com mais de 1000 mS/cm. A medição de condutividade varia conforme a aplicação: desde a verificação de pureza de água de alimentação de usinas elétricas até a medição de soluções eletrolíticas altamente concentradas e ácido sulfúrico concentrado. As condições de medição são frequentemente difíceis, pois existem processos com uma grande variação de pressão e temperatura, além da possibilidade de o fluido medido estar altamente poluído.

De modo ideal, esses requisitos muito diferentes só podem ser cumpridos por sensores diferentes, que são adaptados às condições específicas da aplicação por meio de propriedades especiais. A Knick oferece uma gama completa de tecnologias de sensores para isso: sensores que medem com 2 ou 4 eletrodos, ou sensores sem eletrodos (princípio de indução). Todos os sensores têm detector de temperatura integrado para compensação automática de temperatura do nível de condutividade. Várias conexões de processo (com rosca, flanges, abraçadeira, etc.) são disponíveis.

Em fluidos com baixos níveis de condutividade não altamente poluídos e sem componentes incrustadores (óleo, cal, etc.), pode-se fazer medições altamente precisas com sensores de 2 eletrodos coaxiais. Há vários modelos para isso. Além do sensor particularmente robusto SE 604 – com sua alta estabilidade a temperatura e pressão para monitoração de água ultrapura como, por exemplo, água de alimentação de usinas elétricas – , a linha de produtos inclui um sensor (SE 620), que é particularmente indicado para processos higiênicos devido a sua superfície eletropolida com aspereza superficial muito baixa (<0,8 µm).

Com os simuladores de condutividade PortaSim® Cond, especialmente desenvolvidos para esses modelos, os analisadores conectados, incluindo o cabo do sensor, podem ser validados de acordo com a norma USP <645>.

Um sensor com eletrodo de grafite especial (SE 630) permite medições de condutividades baixas a médias, mesmo com níveis de poluição moderados e em fluidos corrosivos. Para pressões e temperaturas muito altas, a Knick oferece um modelo especial de sensor (SE 600) que, através da seleção de materiais especiais (PTFE / platina), é resistente também a influências químicas e corrosivas extremas. Graças ao seu design de 4 eletrodos, esse sensor tem também uma faixa de medição consideravelmente maior que os de 2 eletrodos.

Os sensores sem eletrodo (toroidais) da Knick distinguem-se ainda por sua faixa de medição especialmente extensa. São praticamente imunes a poluição. A medição não é afetada nem mesmo por crostas não condutoras. Os sensores são lisos e fáceis de limpar.

Como todo o corpo do sensor em contato com o processo consiste apenas em um material, consegue-se a máxima resistência química com o uso de plásticos de alta qualidade e alta tecnologia como o PEEK ou o PFA.

Versões em PP também permitem que tais propriedades sejam utilizadas economicamente em processos com requisitos menos exigentes como em águas residuais entre outros.  Junto com os transmissores Knick, os sensores de condutividade podem também ser usados com instrumentos a 2 fios e em áreas classificadas.

Sensores de Oxigênio de Pouca Manutenção

Os sensores Knick para medição de oxigênio dissolvido são caracterizados por um alto nível de segurança do processo. O design robusto de materiais duráveis e a estrutura modular dos sensores propicia um alto nível de confiabilidade e pouca manutenção. Como módulo, a membrana reforçada com malha de aço e revestida de PTFE pode ser substituída rápida e facilmente, da mesma forma que o sistema de eletrodo com seu corpo interno completo.

Os sensores têm uma alta resolução de 6 ppb. Com uma versão para medição de traços, pode-se conseguir um valor de 1 ppb, enquanto,  com sua insensibilidade a altas pressões parciais de CO2 , são também excepcionalmente indicados para a indústria de bebidas.

As versões higiênicas em aço inoxidável com superfície extremamente lisa têm certificação EHEDG e são compatíveis com a norma 3-A. São esterilizáveis, autoclaváveis e resistentes a limpeza CIP.

Uma versão de baixo custo com corpo em plástico é disponível para aplicações simples. Todos os sensores de oxigênio dissolvido podem ser usados com os transmissores Knick na configuração a 2 fios e em áreas classificadas.

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